南水北调中线工程改性土余料再利用研究.pdf

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1、第45卷第1O期人民长江Vo1．45．No．102014年5月YangtzeRiverMay，2014文章编号：1001—4179(2014)10—0062—03南水北调中线工程改性土余料再利用研究张胜明，王德云，刘勇(葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北宜昌4430002)摘要：南水北调中线工程大部分标段可用土料源不足，采用弱膨胀土掺入水泥(简称水泥改性土，下同)后对膨胀土渠段进行换填施工，是确保膨胀土渠段边坡稳定的主要措施之一。在填筑施工中，按设计坡比削坡后产生大量的改性土削坡余料，通过室内试验及现场

2、试验验证了改性土余料亦可用于工程回填。为此。确定了改性土余料最大干密度的选择方法、改性土余料的施工工艺及使用部位。对余料土的再利用，保证了弱膨胀土地区土方施工的回填料源，避免或减少了农田占压面积，取得了节约资源与保护环境的双重效果。关键词：水泥改性土；削坡余料；资源再利用；南水北调中线工程12345中图法分类号：TV431文献标志码：A南水北调中线干线总长1125km，其中膨胀土表1颗粒组成％(岩)的渠段累计长约368km。因大部分标段可用土料源不足，采用弱膨胀土掺入水泥后进行膨胀土渠段2323232

3、323土方换填，是确保膨胀土渠段边坡稳定的主要措施之4744851376膨胀土一。膨胀土(岩)渠段的换填材料分可用土料、改性土改性土料料两种。河南省境内禹州长葛段第八标段膨胀土膨胀土改性土料(岩)渠段累计长6．646km，占标段总长的64．2％，该膨胀土""他加段渠坡填筑施工中为解决可用土料不足的矛盾，采用改性土料9564534585弱膨胀土掺入4％水泥进行改性换填的处理方案。膨胀土改性土料在填筑施工中，按设计坡比削坡后会产生大量的膨胀土削坡余料。仅禹一长段第八标段改性土超宽填筑量就改性土料达43．8

4、万m，这些土壤余料因掺加了水泥存在明显加782725259碱化现象，已不适于农作物种植，随便弃置还会污染环境。目前，国内外对这种改性重塑水泥土一般采取挖坑深埋的方式处理。如能将这些余料再用于渠道填筑，将产生很好的经济及社会效益。l改性土余料物理性质禹一长段渠道填筑土料的主要质量控制指标为：黏粒含量为10％～30％；塑性指数为7～17；有机质含量不大于5％；水溶盐含量不大于3％。针对上述指标要求，对改性土余料的颗粒组成、液限塑限、有机质、水溶盐进行了试验研究。主要指标见表1～3。收稿日期：2014—03

5、—20作者简介：张胜明，男，高级Sf-程师，主要从事水利水电工程施工技术管理工作。E—mail：1312850584@qq．corn第10期张胜明，等：南水北调中线工程改性土余料再利用研究63表3有机质含量和水溶盐含量％测点压实度均超过100％(最大干密度度以室内击实试验为准)。经分析认为：①压实度超过100％可能次数项目有机质水溶盐是室内击实试验结果偏小造成的。但重新进行室内试1膨胀土改性土料验验证，击实试验结果与第一次试验结果偏差很小。2膨胀土②水泥与弱膨胀土掺和后，由于离子交换作用形成团改性土料

6、粒结构，致使弱膨胀土原有的结构和性质发生改变，出3膨胀土改性土料现“砂化”现象。室内击实试验系采用干法制备试样，OlO1OlOl0l4膨胀土试样掺水拌匀密封后静置时间(24h)太短，改性土余卯"改性土料料“砂化”现象未得到充分缓解，土料有“架空”现象，5膨胀土对击实结果有影响。改性土料试验结果表明，弱O膨胀0土经O掺加O水泥改O性后，其黏粒含量、塑性指数及有机质含量m均有¨变化他，但其各项检测指标均符合渠道回填土料的技术要求。2改性土余料碾压试验试验按《碾压式土石坝施工技术规范》DL／T5129—20

7、01、《堤防工程施工规范》SL260—98、《土工试验规程》SL237—1999、相关设计文件和图纸要求执行。(1)试验用料。试验用料为该标段改性土余料。室内试验得到土料的最大干密度为1．59g／em，最优含水率为18％，液限为32．7％，塑限为18．2％，塑性指数为l4．5。而改性土余料的天然含水率为8．2％～10．1％，明显小于最优含水率，不能直接用于填筑，故需对土料加水拌和，使其达到最优含水率。(2)试验场地布置。试验场地长25m，宽241TI。为确保试验场地基础的平整和坚实，在试验场地范围图1

8、碾压试验工艺流程内对原基础清表30(3111后，用20t振动平碾碾压6遍，(6)最大干密度确定。根据以上分析及南水北调经取样检测压实度大于0．96，在其上铺土厚20～25中线工程施工相关技术要求，决定采取以下方法来确cm并找平，用20t振动平碾静压2遍、振压8遍后，测定改性土余料的最大干密度。将试验区域的土料清除量填土不再下沉，取样检测压实度均大于0．98，场地并平整，推土机辅以人工铺30cm厚土料，分别振压可用于碾压试验。6、8遍后取样检测。检测结果如